鱼类养殖业在我国农业发展中具有重要地位,养殖规模不断扩大带来良好经济效益,但由于集约化程度提高,养殖废水未经处理随意排放引起生态环境恶化问题日益严重。降低养殖废水带来的环境污染,做到鱼类养殖和生态环境的平衡,如何实现养殖废水的有效处理是目前面临的主要问题。目前,鱼类养殖废水处理技术不够成熟,在实际工程中还没有足够的技术研究作为支撑。本文通过对鱼类养殖废水水质特点进行充分分析,在吸收借鉴传统生物滤池技术及生物接触氧化技术基础上,设计了将固液分离器、纤维束、陶粒、沸石滤池结合于一体的新型污水处理组合工艺。针对养殖废水特点工艺在结构上进行优化设计做到对污染物的层层过滤、逐级净化,实现废水的“三级过滤+三级去除”,探究该工艺对鱼类养殖废水的处理效果及工艺内部污染物去除机制。通过对传统生物滤池的改进及功能补充,以期为规模化池塘鱼类养殖开发低耗、高效的污水处理工艺研究提供新的思路,以及为利用生态化措施处理养殖废水方面的研究拓宽路径。本论文取得主要研究成果:1.处理工艺优化设计:在吸收借鉴传统曝气生物滤池优缺点的基础上,设计将固液分离器、纤维束、陶粒、沸石生物滤池结合于一体的新型曝气生物滤池组合工艺。生物滤池反应器设计进水流量2m³/d,单个滤池尺寸S×H=1.05m×1.4m,单个滤料体积0.9m³。组合工艺分6部分,进水区、固液分离区、1级生物滤池、2级生物滤池、3级生物滤池、出水区,三级生物滤池分别采用纤维束、陶粒、沸石作为载体滤料。通过优化滤池内部填料结构、进水、曝气及反冲洗方式,提高生物滤池的污染物去除能力,延长反冲洗周期,实现对废水的“三级过滤+三级去除”。2.滤池挂膜启动试验:采用人工接种、连续进水、间断式曝气的方法进行系统挂膜启动。在温度变化为20-28℃之间、DO≈3mg/L、p H为6.9-7.4条件下,经过21天的培养可以在填料表面以及试验装置内壁观察到附着褐色生物膜,NH₄⁺-N、COD_Mn、TP去除率在65%、55%、45%左右,且系统出水趋于稳定,系统挂膜完成。试验证明通过接种活性污泥法可有效缩短滤池的启动时间。3.运行参数优化试验:系统挂膜完成后,针对主要运行参数水力停留时间、气水比、温度进行单因素试验,分析污染物在不同工况下的去除效果。试验结果表明:当气水比为12:1,水力停留时间为10h,温度变化在28-32℃之间,生物滤池对各污染物有较好的去除效果,确定该工况为本组合工艺的运行参数。4.处理效果应用试验:将组合工艺应用于处理鱼类养殖废水效果试验研究,结果表明:系统在优化参数下运行,对鱼类养殖废水处理效果较好,COD_Mn、NH₄⁺-N、TN、TP的平均去除率分别为74%、80%、40%、57%。各级生物滤池对不同的污染物具有不同的去除效果,各级滤池均得到有效的利用,纤维束滤池对COD_Mn、NH₄⁺-N、TN、TP去除效果均较好,陶粒滤池对COD_Mn、TP去除效果较好,沸石滤池对NH₄⁺-N、TN去除效果较好。5.滤池内微生物特性研究:生物滤池内细菌多样性十分丰富,优势菌门为:变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、浮霉菌门（Planctomycetes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、绿菌门（Chlorobi）。优势菌属为:玫瑰杆菌属（Roseovarius）、不动杆菌属（Acinetobacter）、荧光甲烷球菌属（Methanomassiliicoccus）、根瘤菌属（Rhizobium）、梭菌属（Clostridium sensu stricto）。生物滤池内沿水流方向生物量逐渐降低,微生物多样性和丰富度逐渐减小,与污染物的沿程去除率逐渐减小相吻合,从侧面解释污染物去除主要发生在前面滤池。微生物群落结构和系统的运行密切相关,在污染物去除效果较好的阶段,生物滤池内微生物群落结构最为复杂生物多样性丰富。6.滤池内污染物去除机制研究:综合生物滤池性能、滤料吸附特性及微生物群落结构等研究结果,分析生物滤池对鱼类养殖废水中污染物的去除途径及去除机制。鱼类养殖废水中悬浮物质主要是通过悬浮物分离器、纤维束过滤以及填料吸附来去除;COD_Mn主要通过机械截留、吸附和微生物降解等方式去除;TN通过生物滤池内大量硝化、反硝化微生物分解进行去除;TP主要是通过聚磷菌的分解转化、填料吸附以及通过化学沉淀等方式去除。微生物群落结构变化与水质变化之间有一定程度的动态响应,但水质变化不完全由微生物决定,同时还受水温、溶解氧、p H值等多种因素影响。研究发现在生物滤池处理效果较好的阶段,系统内部微生物多样性及相对丰富度均处于较高水平,说明通过调节不同影响因素调节改善生物滤池微生物群落结构有助于生物滤池处理效能的提高。